Использование биотестирования для оценки сорбционной биоремедиации нефтезагрязненной подзолистой почвы Западной Сибири

Большинство нефтегазодобывающих регионов России расположено на севере Западной Сибири, где распространены песчаные подзолистые почвы. Из-за низкой буферности этих почв и сурового арктического климата применение традиционного метода биоремедиации для их очистки от нефти малоэффективно. В данной работе впервые была установлена возможность использования сорбционно-биологического метода для очистки глеево-подзолистой почвы от нефти, основанного на дополнительном внесении натуральных сорбентов разных классов. При этом доказано, что выбор параметров сорбционно-биологической очистки может быть основан на определении фитотоксичности почв, оцененной экспресс-методом по всхожести клевера белого ( Trifolium repens). С помощью этого метода было установлено, что добавка 2 % смешанного сорбента на основе гранулированного активированного угля и диатомита (4:1) или Спилсорба позволит за два-три теплых сезона снизить фитотоксичность почвы до минимума, а суммарное содержание углеводородов нефти – до допустимого остаточного содержания нефти (≤5 г/кг), установленного на территории ХМАО для рекультивированных почв сельскохозяйственного назначения. Возможно использование и других сорбентов, таких как торф, ГАУ, вермикулит, цеолит и диатомит, которые могут обеспечить снижение фитотоксичности до уровня <33 %, что позволит в случае необходимости, провести доочистку почвы с помощью фиторемедиации.

1. Статистический бюллетень «Основные показатели охраны окружающей среды» . М.: РОССТАТ; 2021. 110 с. https://rosstat.gov.ru/storage/mediabank/oxr_bul_2021.pdf.(26.01.2023)

2. Alvarez P.J.J., Illman W.A. Bioremediation and natural attenuation: process fundamentals and mathematical models. New Jersy: Willey-InterScience; 2006. 609 p.

3. Vasilyeva G., Kondrashina V., Strijakova E., Ortega-Calvo J-J. Adsorptive bioremediation of soil highly contaminated with crude oil. Science of the Total Environment . 2020;706:135739. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135739

4. Vasilyeva G.K., Mikhedova E.E., Zinnatshina L.V., et al. Use of natural sorbents for accelerated bioremediation of grey forest soil contaminated with crude oil. Science of the Total Environment. 2022;850:157952. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157952

5. Зиннатшина Л.В., Стрижакова Е.Р., Даньшина А.В., Васильева Г.К. Влияние сорбентов на скорость биоремедиации и свойства почвы, загрязненной смесью нефтепродуктов. Естественные и технические науки. 2018;9(123):24–30.

6. Semenyuk N.N., Yatsenko V.S., Strijakova E.R., et al. Effect of activated charcoal on bioremediation of diesel fuel contaminated soil. Microbiology. 2014;83(5):589– 598. https://doi.org/10.1134/S0026261714050221

7. Myazin V., Korneykova M., Chaporgina A., et al. The effectiveness of biostimulation, bioaugmentation and sorption-biological treatment of soil contaminated with petroleum products in the Russian Subarctic. Microorganisms. 2021;9(8):1722. https://doi.org/10.3390/microorganisms9081722

8. Филонов А.Е., Петриков К.В., Якшина Т.В. и др. Режимы раздельного и совместного культивирования микроорганизмов-деструкторов нефти родов Pseudomonas и Rhodococcus. Биотехнология. 2008;(6):80–85.

9. Vasilyeva G.K., Kondrashina V.S., Strijakova E.R., Pinsky D.L. Express-phytotest for choosing conditions and following process of soil remediation. Environmental Geochemistry and Health. 2022;44(2):433–445. https://doi.org/10.1007/s10653-020-00727-8

10. ГОСТ Р ИСО 18763-2019. Национальный стандарт Российской Федерации. Качество почвы. Определение токсического воздействия загрязняющих веществ на всхожесть и рост на ранних стадиях высших растений. От 01.01.2011. Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов [процитировано 26 января 2023]. Доступно: https://docs.cntd.ru/document/1200077669

11. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии : Учебное пособие для вузов. М.: Дрофа; 2004. 256 с.

12. ПНД Ф 16.1:2.2.22-98. Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органогенных, органоминеральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии). Охрана труда в России [процитировано 26 января 2023] Доступно: https://ohranatruda.ru/upload/iblock/17f/4293831615.pdf

13. Постановление правительства Ханты-Мансийского Автономного Округа – Югры от 10 декабря 2004 года N 466-п «Об утверждении регионального норматива “Допустимое остаточное содержание нефти и нефтепродуктов в почвах после проведения рекультивационных и иных восстановительных работ на территории Ханты-Мансийского Автономного Округа Югры”». Доступно: https://prirodnadzor.admhmao.ru/upload/iblock/5cb/466_p.pdf

14. Капелькина Л.П., Бардина Т.В., Чугунова М.В. и др. Экотоксикологическая оценка буровых шламов нефтяных месторождений биологическими методами. Приборы. 2014;165(3):50–55.

15. Терехова В.А., Воронина Л.П., Николаева О.В. и др. Применение фитотестирования для решения задач экологического почвоведения. Использование и охрана природных ресурсов в России. 2016;3(147):37–41.

16. Agarry S.E., Aremu M.O., Aworanti O.A. Kinetic modelling and half-life study on enhanced soil bioremediation of bonny light crude oil amended with crop and animal derived organic wastes. Journal of Petroleum and Environmental Biotechnology. 2013;4(2):1000137. https://doi.org/10.4172/2157-7463.1000137.

17. Aziz S., Ali M.I., Farooq U., et al. Enhanced bioremediation of diesel range hydrocarbons in soil using biochar made from organic wastes. Environmental Monitoring and Assessment. 2020;192(9):569. https://doi.org/10.1007/s10661-020-08540-7.

18. Junusmin K.I., Manurung B.S., Darmayati Y. Bioremediation of oil-contaminated sediments by hydro-carbonoclastic bacterial types immobilized in different types of carrier. In: Proceedings of the 5 th International Symposium on Applied Chemistry. 2019;2175(1):020056 https://doi.org/10.1063/1.5134620

19. Bao H.Y., Wang J.F., Zhang H., et al. Effects of biochar and organic substrates on biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons and microbial community structure in PAHs-contaminated soils. Journal of Hazardous Materials. 2020;385:121595. URL://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121595